EP0811233B1 - Schaltungsanordnung zur ansteuerung eines schützes - Google Patents

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EP0811233B1 EP96902228A EP96902228A EP0811233B1 EP 0811233 B1 EP0811233 B1 EP 0811233B1 EP 96902228 A EP96902228 A EP 96902228A EP 96902228 A EP96902228 A EP 96902228A EP 0811233 B1 EP0811233 B1 EP 0811233B1
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/02—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay
    • H01H47/04—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay for holding armature in attracted position, e.g. when initial energising circuit is interrupted; for maintaining armature in attracted position, e.g. with reduced energising current
    • H01H47/10—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay for holding armature in attracted position, e.g. when initial energising circuit is interrupted; for maintaining armature in attracted position, e.g. with reduced energising current by switching-in or -out impedance external to the relay winding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/22—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil
    • H01H47/32—Energising current supplied by semiconductor device

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement for control protection in the control circuit of the contactor a controllable switching element of a control voltage source, a measuring resistor and the contactor coil are in series and a starting current control circuit tapping the voltage across the measuring resistor is provided.
  • Protection control circuit 34 includes a rectifier block 7 of a control voltage source and connected in series a contactor coil 1, a switching element 2 and a measuring resistor 3.
  • a starting current control circuit 24 connected via a logic element 8
  • connected to the switching element 2 by means of a driver stage 26 is in operative connection with the switching element 2 stands.
  • a Setpoint device 25 for providing a reference voltage switched on.
  • the logic element 8 is also with a programmable control device 27 and one mechanical actuator 28 connected.
  • the logic element 8 from a voltage form stage 31 either directly or with a timing device 32 a pulse width modulator 33 connected thereto.
  • the rectifier block 7 contains a first full-wave rectification 71 to which the control circuit 34 is connected and a second full-wave rectifier 72, which is a supply circuit for voltage form stage 31 and a freewheel control 30 feeds. Furthermore lies in this supply circuit a voltage supply device 29, the operating voltage for all those consumers of the circuit arrangement delivers, which is not fed directly from the rectifier block 7 will.
  • a free-wheeling branch 4 is connected to the contactor coil 1.
  • this freewheel branch 4 there are a freewheel switching element 18 and a free-wheeling diode 17 arranged in series.
  • the freewheeling control 30 At the control entrance of the freewheeling switching element 18 is the freewheeling control 30 connected.
  • the freewheel control 30 is with the Voltage form stage 31 in signal connection.
  • the circuit arrangement acts in such a way that in the control circuit 34 a control current flows as soon as a corresponding one Control signal of a higher-level regulation to the control circuit 34 of the contactor is switched. Because the contactor coil 1 is energized, the contactor picks up. The starting current is kept constant by the fact that one of the height this starting current proportional measuring voltage across the measuring resistor 3 tapped and the starting current control circuit 24 is fed with a comparator.
  • the comparator compares the measuring voltage with a reference voltage of the setpoint adjustment device 25. By adjusting the amount of Reference voltage can change the switching threshold of the comparator will.
  • the selectable reference voltage corresponds the respective starting current.
  • the pulse width modulator requires a large number of components, i.a. a monoflop and an oscillator as well as an RC element. With regard to a cost-effective solution, this would be an income Without the pulse width modulator, this is a considerable advantage.
  • the invention is therefore based on the object of a circuit arrangement to create the above type, with few components get along and is inexpensive.
  • this is achieved by a circuit arrangement of the type mentioned above, parallel to the measuring resistor a series connection from another electronic Switching element and another resistor.
  • the circuit arrangement shown here largely agrees with that in the introduction to the description 2 described circuit arrangement, so that at this point only the essential to the invention Deviations are received.
  • the circuit arrangement according to the invention has no pulse width modulator 33 and instead has a parallel to the measuring resistor 3 Series connection from an ohmic resistor 41 and an electronic switching element 40 provided by the timing device 32 forth is controllable.
  • Independent of the pull-in or hold phase is that by the setpoint adjustment device 25 specified reference voltage in the starting current control circuit 24 always the same.
  • switching element 40 e.g. a Switching transistor, the two shunt resistors 3.41 in parallel switched.
  • the following explanations relate to the function of the Circuit arrangement.
  • the voltage form level an image of the control voltage low level and then the mean stress value formed, which is fed to a voltage ramp. If the switch-on threshold of the voltage ramp is reached, e.g. 100 ms tightening phase via the time control device 32 initiated. This controls the logic 8 to the switching element 2 via the driver stage 26 closes.
  • the switching element 40 is also e.g. a switching transistor closed, its duty cycle for the tightening phase also from the timing device 32 is specified.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Schutzes, bei der im Steuerkreis des Schützes zu einer Steuerspannungsquelle ein steuerbares Schaltelement, ein Meßwiderstand und die Schützspule in Reihe liegen und eine die Spannung am Meßwiderstand abgreifende Anzugsstromregelungsschaltung vorgesehen ist.
Eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung ist in der DE-OS 43 21 252 offenbart. Der hier gemäß FIG 2 gezeigte Steuerkreis 34 eines Schutzes umfaßt einen Gleichrichterblock 7 einer Steuerspannungsquelle und dazu in Reihe geschaltet eine Schützspule 1, ein Schaltelement 2 und einen Meßwiderstand 3. An dem Meßwiderstand 3 ist eine Anzugsstromregelungsschaltung 24 angeschlossen, die über ein Logikelement 8, das mittels einer Treiberstufe 26 an das Schaltelement 2 angeschlossen ist, mit dem Schaltelement 2 in Wirkverbindung steht. An den Anzugsstromregelungsschalter 24 ist ferner eine Sollwerteinrichtung 25 zur Bereitstellung einer Referenzspannung angeschaltet. Das Logikelement 8 ist zusätzlich mit einer programmierbaren Steuerungseinrichtung 27 sowie einer mechanischen Betätigungseinrichtung 28 verbunden. Zusätzlich wird das Logikelement 8 von einer Spannungsformstufe 31 entweder direkt oder über eine Zeitsteuerungseinrichtung 32 mit einem daran angeschlossenen Pulsweitenmodulator 33 angeschlossen.
Der Gleichrichterblock 7 enthält eine erste Doppelweggleichrichtung 71, an die der Steuerkreis 34 angeschlossen ist und eine zweite Doppelweggleichrichtung 72, die einen Versorgungskreis für die Spannungsformstufe 31 und eine Freilaufsteuerung 30 speist. Ferner liegt in diesen Versorgungskreis eine Spannungsversorgungseinrichtung 29, die die Betriebsspannung für all jene Verbraucher der Schaltungsanordnung liefert, die nicht unmittelbar vom Gleichrichterblock 7 gespeist werden.
An die Schützspule 1 ist ein Freilaufzweig 4 angeschlossen. In diesem Freilaufzweig 4 sind ein Freilaufschaltelement 18 und eine Freilaufdiode 17 in Reihe angeordnet. An dem Steuereingang des Freilaufschaltelementes 18 ist die Freilaufsteuerung 30 angeschlossen. Die Freilaufsteuerung 30 steht mit der Spannungsformstufe 31 in Signalverbindung.
Die Schaltungsanordnung wirkt in der Weise, daß im Steuerkreis 34 ein Steuerstrom fließt, sobald ein entsprechendes Steuersignal einer übergeordneten Regelung an den Steuerkreis 34 des Schützes geschaltet wird. Dadurch, daß die Schützspule 1 strombeaufschlagt ist, zieht das Schütz an. Der Anzugsstrom wird im weiteren dadurch konstant gehalten, daß eine der Höhe dieses Anzugsstroms proportionale Meßspannung an dem Meßwiderstand 3 abgegriffen und der Anzugsstromregelungschaltung 24 mit einem Komparator zugeleitet wird. Der Komparator vergleicht die Meßspannung mit einer Referenzspannung der Sollwerteinstelleinrichtung 25. Durch Einstellung der Höhe der Referenzspannung kann die Schaltschwelle des Komparators verändert werden. Die auswählbare Referenzspannung entspricht dem jeweiligen Anzugsstrom. Der um den Faktor 20 bis 30 gegenüber dem Anzugsstrom kleinere Haltestrom wird mittels des Pulsweitenmodulators realisiert, der an das Logikelement 8 gekoppelt ist. Durch Pulsweitenmodulation entsprechend der am Spannungsteiler momentan anliegenden Steuerspannung wird eine unterschiedlich lange Einschaltdauer des Schaltelements 2 herbeigeführt und auf diese Weise der relativ niedrigere Haltestrom realisiert.
Der Pulsweitenmodulator bedarf einer Vielzahl von Bauteilen, u.a. einen Monoflop und einen Oszillator sowie ein RC-Glied. Im Hinblick auf eine kostengünstige Lösung wäre ein Auskommen ohne den Pulsweitenmodulator von erheblichem Vorteil.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der obengenannten Art zu schaffen, die mit wenig Bauteilen auskommt und kostengünstig ist.
Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch eine Schaltungsanordnung der obengenannten Art, bei der parallel zum Meßwiderstand eine Reihenschaltung aus einem weiteren elektronischen Schaltelement und einem weiteren Widerstand liegt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen 2 bis 4 zu entnehmen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der FIG 1 näher erläutert. Die hier gezeigte Schaltungsanordnung stimmt weitgehend mit der in der Beschreibungseinleitung beschriebenen Schaltungsanordnung gemäß FIG 2 überein, so daß an dieser Stelle nur auf die erfindungswesentlichen Abweichungen eingegangen wird. Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung weist keinen Pulsweitenmodulator 33 auf und hat stattdessen eine zum Meßwiderstand 3 parallel geschaltete Reihenschaltung aus einem ohmschen Widerstand 41 und einem elektronischen Schaltelement 40, das von der Zeitsteuerungseinrichtung 32 her ansteuerbar ist. Unabhängig von der Anzugs- oder Haltephase ist die durch die Sollwerteinstelleinrichtung 25 vorgegebene Referenzspannung in der Anzugsstromregelungsschaltung 24 immer gleich. Zur Umschaltung zwischen Anzugs- und Haltephase wird lediglich ein umschaltbarer Shunt, in Form der beiden parallelschaltbaren Widerstände 3,41 verwendet. Um den für die Anzugsphase höheren Strom zu erhalten, werden über das Schaltelement 40, z.B. ein Schalttransistor, die beiden Shunt-Widerstände 3,41 parallel geschaltet.
Folgende Ausführungen beziehen sich auf die Funktion der Schaltungsanordnung. Nach Einschaltung des Schutzes wird in der Spannungsformstufe ein Abbild der Steuerspannung auf niedrigem Niveau erzeugt und anschließend der Spannungsmittelwert gebildet, der einer Spannungsrampe zugeführt wird. Wird die Einschaltschwelle der Spannungsrampe erreicht, wird die z.B. 100 ms andauernde Anzugsphase über die Zeitsteuerungseinrichtung 32 eingeleitet. Diese steuert die Logik 8 an, die über die Treiberstufe 26 das Schaltelement 2 schließt. Für die Anzugsphase ist auch das Schaltelement 40, z.B. ein Schalttransistor geschlossen, dessen Einschaltdauer für die Anzugsphase ebenfalls von der Zeitsteuerungseinrichtung 32 vorgegeben wird. Aufgrund der Parallelschaltung beider Shunt-Widerstände 3,41 fließt in der Anzugsphase bei Erreichen der durch die Sollwerteinstelleinrichtung 25 vorgegebenen Referenzspannung ein sehr viel höherer Strom als in der nach 100 ms sich anschließenden Haltephase, in der der Schalttransistor 40 geöffnet ist. Somit kann mit einer einzigen Referenzspannung durch entsprechende Abstimmung der beiden Shunt-Widerstände 3,41 aufeinander ein beliebiges Verhältnis von Anzugs- zu Haltestrom hergestellt werden.

Claims (4)

  1. Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Schützes, bei der im Steuerkreis (34) des Schutzes zu einer Steuerspannungsquelle ein steuerbares Schaltelement (2), ein Meßwiderstand (3) und die Schützspule (1) in Reihe liegen und eine die Spannung am Meßwiderstand (3) abgreifende Anzugsstromregelungsschaltung (24) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Meßwiderstand (3) eine Reihenschaltung aus einem weiteren elektronischen Schaltelement (40) und einem weiteren Meßwiderstand (41) liegt.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Schaltelement (40) mit einer Zeitsteuerungseinrichtung (32) in Wirkverbindung steht, die die Dauer des EIN-Zustandes des weiteren Schaltelements (40) vorgibt.
  3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuerungseinrichtung (32) den EIN-Zustand des weiteren Schaltelements (40) nur während der Anzugsphase des Schutzes bewirkt.
  4. Schaltungsanorndung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Widerstand (41) derart bemessen ist, daß der durch die Schützspule (1) in der Anzugsphase fließende Anzugsstrom in Höhe seines Soll-Werts am Meßwiderstand (3) denselben Spannungswert bewirkt wie der durch die Schützspule (1) und den Meßwiderstand (3) in der Haltephase fließende Haltestrom in Höhe seines Sollwerts, wobei der Spannungswert einer der Anzugsstromregelungsschaltung (24) vorgebbaren Referenzspannung (25) entspricht.
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